AV1在第二次试飞中再次遭遇起落架和液压问题，仍未能突破1马赫。最后在10月12日，AV1终于以1.1马赫飞行了15分钟，结果厚厚的白色耐热涂料大批剥落，裸露出金属蒙皮。在通过翼尖下垂测试后，AV1在第八次试飞中完成了当时有史以来最长的超音速飞行，以2马赫的速度持续飞行了40分钟，该机在这次试飞中的超音速总时间是74分钟。
XB-70在第三次飞行中超过了音速，这一过程也导致它机身表面的大部分油漆剥落，令飞机表面显得异常的斑驳，像是缀满了补丁
随着为期5年共129架次飞行试飞项目的继续进行，AV1的速度稳步提高。在第12次试飞中，怀特和菲茨胡尔·富尔顿驾驶总重量226796千克的AV1完成了持续超过50分钟的2马赫飞行。但在这次试飞中，进气口的部分气流隔板破裂，损坏了6台发动机中的5台，机组被迫进行了一次210节（389公里/小时）的无襟翼着陆。10月14日，这架“白色女神”在试飞中唯一一次突破了3马赫，但导致一段机翼蒙皮分层脱落，试飞被迫中止。此后AV1的最大速度被限制在2.6马赫以下。
被碎片打坏的发动机
C-141、XB-70和SR-71的尺寸对比
曲终人散
第二架XB-70原型机AV262-0207在首飞中突破了音速，该机改进了蒙皮结构，在1966年2月17日实现了持续15分钟的3马赫飞行，并在5月19日延长至30分钟。
XB-70A AV2 62-0207
起落架问题再次困扰到AV1。1967年3月7日，该机左起落架放下时四轮小车没有转动放平，仍处于垂直位置。怀特希望四轮小车能在触地时放平，但该机在爱德华兹空军基地的沙漠跑道降落后四轮小车仍处于垂直状态，飞机滑出了一条长达4.8公里的曲线后终于停了下来。
降落时坡脚的主起落架
4月30日，起落架故障也开始危及AV2。该机起飞后前起落架舱门先于起落架收回，把机轮卡在了外面。地面人员建议卡腾用一个回形针跳过相关开关把前起落架重新放下，但一时间哪里去找回形针？卡腾急中生智，用氧气软管上的电线放下了损坏的前起落架。飞机在降落中所有刹车盘全部锁死，六个轮胎爆胎并起火。
1966年4月30日，第二架XB-70原型机AV-2在着陆时起落架起火
AV2随后为NASA的超音速客机研究项目进行了一系列激波试飞。在6月8日的一次试飞结束后，该机加入了其他几架安装通用电气发动机的飞机编队，拍摄宣传照片。其中一架是由经验丰富的飞行员乔·沃克驾驶了F-104NN813NA。在密集编队中他的战斗机莫名其妙地过于接近“女武神”的右翼尖，两机相撞后F-104倒扣飞过“女武神”的后机身。XB-70的垂尾被撞掉，左翼严重损坏，F-104在火焰中解体，沃克当场死亡。
XB-70与F-104N发生碰撞时实时拍摄下的照片，可见F-104N凌空爆炸，XB-70的垂直尾翼也被撞得粉碎
XB-70的飞行员怀特一开始对撞击没有察觉，在撞击后坚持飞行了16秒后，“女武神”开始滚转并进入无法控制的螺旋下降。怀特关上了他的弹射救生舱（舱门关闭时夹伤了他的手臂），副驾驶卡尔·克罗斯可能失去了意识，没有弹射。AV2坠入沙漠中，怀特在落地冲击中背部受伤，但幸存了下来。
XB-70撞地前最后一幕
7月5日，美国空军正式终止“女武神”项目。
AV1继续为NASA飞行到1969年2月，当时该机是唯一能够逼真模拟超音速客机的飞机。最后超音速客机研究在1971年5月结束。
成为NASA研究机的AV1
北美提出了“女武神”的各种民用改型，其中76座超音速客机，还建议把该机作为X-15火箭飞机衍生型的3马赫载机，但1969年NASA决定双双退役X-15和AV1。后者被捐赠给美国空军国家博物馆，结束了“女武神”悲壮的一生。
B-70客机
XB-70与X-15